一种矿井水逐级过滤工艺及系统的制作方法

本发明属于煤矿矿井水处理领域，尤其涉及一种矿井水逐级过滤工艺及系统。
背景技术：
：矿井水是指矿区所采煤层及开拓巷道附近的地下水，矿井水一般可划分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化矿井水、酸性矿井水及含有毒有害元素矿井水。对煤矿矿区来说，一方面将未经处理的矿井水随意排放会造成水资源的浪费及环境污染，另一方面，矿区的生活饮用水有存在缺水的严重危机，故在上世纪70年代末，我国就开始着手进行煤矿矿井水的处理，将处理后的矿井水回收利用，主要用于矿区职工的生活用水、矿井下用水及煤炭加工用水等。目前，国内使用的矿井水处理技术主要有混凝沉淀及混凝沉淀过滤等，但混凝沉淀工艺存在以下问题：第一，处理过程中需要添加絮凝剂，容易造成二次污染；第二，需要修建沉淀池，基建投资大。技术实现要素：本发明的目的是提供一种矿井水逐级过滤工艺及系统，在对矿井水进行处理过程中无需添加絮凝剂，也无需修建沉淀池，基建投资小。为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种矿井水逐级过滤工艺，包括如下步骤：一级过滤，将矿井水中尺寸0.3毫米以上的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣；平膜微滤，将所述第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣；超滤处理，拦截所述第二过滤水中的尺寸0.03微米以上的颗粒物及油脂物，净化得到第三过滤水及第三滤渣，并将一部分所述第三过滤水输送至第一蓄水池；反渗透处理，将剩余部分所述第三过滤水净化为第四过滤水，并将所述第四过滤水输送至所述第二蓄水池内；滤渣处理，将所述第一滤渣、所述第二滤渣及所述第三滤渣进行收集，并进行脱水处理。优选地，在所述平膜微滤结束之后还包括除氟处理，在所述第二过滤水中加入除氟剂进行除氟处理。优选地，所述反渗透处理的过滤精度为0.0001微米。优选地，所述滤渣处理步骤进一步包括，将所述第一滤渣、所述第二滤渣及所述第三滤渣排入集渣池内进行收集。基于相同的发明构思，本发明还提供了一种矿井水逐级过滤系统，包括依次用输水管道连接的两级过滤单元、超滤净化单元、第一蓄水池、反渗透单元、第二蓄水池以及滤渣处理单元；所述两级过滤单元包括一级过滤结构及平膜微滤结构，所述一级过滤结构的出水口与所述平膜微滤结构的进水口相连，所述一级过滤结构将矿井水中尺寸0.3毫米以上的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣，所述平膜微滤结构包括过滤平膜及水箱，所述过滤平膜设于所述水箱上端，所述过滤平膜将所述第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，所述第二过滤水在重力作用下流入所述水箱内；所述超滤净化单元的进水口与所述水箱的出水口相连，所述超滤净化单元内设有滤膜，拦截所述第二过滤水中的尺寸0.03微米以上的颗粒物及油脂物，净化所述第二过滤水得到第三过滤水及第三滤渣，一部分所述第三过滤水输送至所述第一蓄水池，剩余部分所述第三过滤水输送至所述反渗透单元；所述反渗透单元的进水口与所述超滤净化单元的出水口相连，将所述第三过滤水净化为第四过滤水，并将所述第四过滤水输送至所述第二蓄水池内；所述滤渣处理单元的进渣口与所述一级过滤结构的排渣口、所述平膜微滤结构的排渣口及所述超滤净化单元的排渣口相连，用于收集所述第一滤渣、所述第二滤渣及所述第三滤渣，并对所述第一滤渣、所述第二滤渣及所述第三滤渣进行脱水处理。优选地，还包括除氟装置，所述除氟装置置于所述两级过滤单元及所述超滤净化单元之间，所述除氟装置的进水口与所述水箱的出水口相连，所述除氟装置的出水口与所述超滤净化单元的进水口相连，在所述除氟装置中加入除氟剂，对所述第二过滤水进行除氟处理。优选地，所述一级过滤结构与所述平膜微滤结构之间设有缓冲水箱，所述一级过滤结构的出水口与所述缓冲水箱的进水口相连，所述缓冲水箱的出水口与所述过滤平膜的进水端相连，所述缓冲水箱用于盛放所述第一过滤水。优选地，所述过滤平膜上端设有自动清洗器，所述自动清洗器在所述过滤平膜上端往复运动，用于清理所述第二滤渣。优选地，所述过滤平膜为不锈钢过滤平膜。优选地，所述滤渣处理单元包括集渣池和板框压滤机，所述集渣池的进渣口与所述一级过滤结构的排渣口、所述平膜微滤结构的排渣口及所述超滤净化单元的排渣口相连，用于收集所述第一滤渣、所述第二滤渣及所述第三滤渣，所述集渣池的排渣口与所述板框压滤机的进渣口相连，所述板框压滤机用于对所述第一滤渣、所述第二滤渣及所述第三滤渣进行脱水。本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：1)本发明提供了一种矿井水逐级过滤工艺，包括如下步骤：一级过滤；平膜微滤；超滤处理；反渗透处理；滤渣处理。一级过滤，将矿井水中尺寸大于或等于0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣；平膜微滤，将第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，一级过滤和平膜微滤的过滤方式属于采用过滤器进行强制过滤，不需要添加絮凝剂，从而不会造成二次污染；超滤处理，将第二过滤水进行净化得到第三过滤水及第三滤渣，并将一部分第三过滤水输送至第一蓄水池，经超滤处理后的水质能达到发电厂回用和井下用水水质指标；反渗透处理，将剩余部分第三过滤水净化为第四过滤水，并将第四过滤水输送至所述第二蓄水池内，经反渗透处理后的水质能达到饮用水水质指标；最后进行滤渣处理，将第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行收集，并进行脱水处理，整个处理过程完全设备化，为自动连续处理过程，不需要建沉淀池，基建投资小。2)本发明提供的一种矿井水逐级过滤系统，包括依次用输水管道连接的两级过滤单元、超滤净化单元、第一蓄水池、反渗透单元、第二蓄水池以及滤渣处理单元，两级过滤单元包括一级过滤结构及平膜微滤结构，一级过滤结构将矿井水中尺寸0.3毫米以上的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣，平膜微滤结构将第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，一级过滤结构及平膜微滤结构均采用强制过滤方式进行过滤，免加絮凝剂；超滤净化单元净化第二过滤水得到第三过滤水及第三滤渣，经超滤处理后的第三过滤水达到发电厂回用和井下用水水质指标；反渗透单元将第三过滤水净化为第四过滤水，经反渗透处理后的第四过滤水达到饮用水水质指标；滤渣处理单元将第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行收集，并进行脱水处理，整个处理过程完全设备化，为自动连续处理过程，不需要建沉淀池，基建投资小。附图说明图1为一种矿井水逐级过滤工艺的流程图；图2为一种矿井水逐级过滤系统的示意图；图3为矿井水逐级过滤系统的使用布局图。附图标记说明：1：两级过滤单元；11：一级过滤结构；12：平膜微滤结构；2：超滤净化单元；21：第一蓄水池；3：反渗透单元；31：第二蓄水池；4：滤渣处理单元；41：集渣池；42：板框压滤机；5：除氟装置。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种矿井水逐级过滤工艺及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。实施例一以某煤矿为模型进行说明，其煤矿矿井水平均水量2800t/d，高峰水量4000t/d，煤矿矿井下生产用水800t/d，洗煤用水700t/d，职工生活用水300～400t/d，剩余净化后的1000-2000t/d矿井水用于电厂补水。根据该煤矿场实际用水情况，本实施例提供了一种矿井水逐级过滤工艺，参看图1所示，图1为一种矿井水逐级过滤工艺的流程图，本发明提供的一种矿井水逐级过滤工艺，包括如下步骤：一级过滤，将矿井水中尺寸0.3毫米以上的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣；平膜微滤，将第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣；超滤处理，将第二过滤水进行净化得到第三过滤水及第三滤渣，并将一部分第三过滤水输送至第一蓄水池；反渗透处理，将剩余部分第三过滤水净化为第四过滤水，并将第四过滤水输送至第二蓄水池内；滤渣处理，将第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行收集，并进行脱水处理。一级过滤，是指将矿井水原水进行过滤，将矿井水中尺寸0.3毫米以上的煤泥煤粉颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣，一级过滤属于采用过滤网进行强制过滤，整个过程不需要添加絮凝剂，从而避免二次污染，第一滤渣被隔离在过滤网表面，并由排渣口排除，矿井水原水水质监测指标如表1所示。表1矿井水原水水质监测指标平膜微滤，将第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，平膜微滤采用不锈钢平膜进行强制过滤，整个过程不需要添加絮凝剂，从而避免二次污染，第一滤渣被隔离在过滤网表面，并由排渣口排除，第二过滤水在重力作用下流入不锈钢平膜下方的水箱中。优选地，在本实施例中，在平膜微滤结束之后还包括除氟处理，在第二过滤水中加入除氟剂进行除氟处理。超滤处理，采用超滤膜拦截第二过滤水中尺寸0.03微米以上的颗粒物悬浮物和油脂类物质，净化得到第三过滤水及第三滤渣，进一步降低了第二过滤水中的cod、bod、氨氮、色度、浊度、总磷等指标，通过超滤处理后得到的第三过滤水没有絮凝、出水清澈、没有沉淀及油脂类，达到了电厂回用和井下用水水质指标，表2为第三过滤水的水质指标，故在超滤处理之后将一部分第三过滤水输送至第一蓄水池，用于煤矿矿井下生产用水及电厂用水。表2第三过滤水的水质指标序号控制项目锅炉补给水1ph值6.5－8.52悬浮物(ss)(mg/l)－3浊度(ntu)≤54色度(度)≤305生化需氧量(bod5)(mg/l)≤106化学需氧量(codcr)(mg/l)≤607铁(mg/l)≤0.38锰(mg/l)≤0.19氯离子(mg/l)≤25010二氧化硅(sio2)≤3011总硬度(以caco3计/mg/l)≤45012总碱度(以caco3计mg/l)≤35013硫酸盐(mg/l)≤25014氨氮(以n计mg/l)≤1015总磷(以p计mg/l)≤116溶解性总固体(mg/l)≤100017石油类(mg/l)≤118阴离子表面活性剂(mg/l)≤0.519余氯②(mg/l)≤0.0520粪大肠菌群(个/l)≤2000反渗透处理，将剩余部分第三过滤水净化为第四过滤水，并将第四过滤水输送至第二蓄水池内，反渗透处理能达到0.0001微米过滤精度，可脱除第三过滤水中的可溶性盐分、胶体、有机物及微生物，反渗透处理后得到的第四过滤水能达到饮用水标准，第四过滤水主要输送至煤矿厂的职工宿舍供职工生活用水、输送至附近的居民楼供居民生活用水及用于煤矿矿井下的精密设备用水，表3为第四过滤水的水质指标。表3第四过滤水的水质指标滤渣处理，将第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行收集，并进行脱水处理，在本实施例中，将现有水池作为集渣池，先对第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行收集，然后再一并采用板框压滤机对集渣池内的滤渣进行脱水处理，最后将脱水处理后的煤泥渣输送到煤泥棚内进行储存。本发明提供了一种矿井水逐级过滤工艺，包括如下步骤：一级过滤；平膜微滤；超滤处理；反渗透处理；滤渣处理。一级过滤，将矿井水中尺寸0.3毫米以上的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣；平膜微滤，将第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，一级过滤和平膜微滤的过滤方式属于采用过滤器进行强制过滤，不需要添加絮凝剂，从而不会造成二次污染；超滤处理，将第二过滤水进行净化得到第三过滤水及第三滤渣，并将一部分第三过滤水输送至第一蓄水池，经超滤处理后的水质能达到发电厂回用和井下用水水质指标；反渗透处理，将剩余部分第三过滤水净化为第四过滤水，并将第四过滤水输送至所述第二蓄水池内，经反渗透处理后的水质能达到饮用水水质指标；最后进行滤渣处理，将第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行收集，并进行脱水处理，整个处理过程完全设备化，为自动连续处理过程，不需要建沉淀池，基建投资小。实施例二基于相同的发明构思，本发明还提供了一种矿井水逐级过滤系统，参看图2、3所示，图2为一种矿井水逐级过滤系统的示意图，图3为矿井水逐级过滤系统的使用布局图，本发明提供的一种矿井水逐级过滤系统包括依次用输水管道连接的两级过滤单元1、超滤净化单元2、第一蓄水池21、反渗透单元3、第二蓄水池31以及滤渣处理单元4；两级过滤单元1包括一级过滤结构11及平膜微滤结构12，一级过滤结构11的出水口与平膜微滤结构12的进水口相连，一级过滤结构11将矿井水中尺寸0.3毫米以上的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣，平膜微滤结构12包括过滤平膜及水箱，过滤平膜设于水箱上端，过滤平膜将第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，第二过滤水在重力作用下流入水箱内；超滤净化单元2的进水口与水箱的出水口相连，超滤净化单元2内设有滤膜，拦截第二过滤水中的尺寸0.03微米以上的颗粒物及油脂物，净化第二过滤水得到第三过滤水及第三滤渣，一部分第三过滤水输送至第一蓄水池21，剩余部分第三过滤水输送至反渗透单元3；反渗透单元3的进水口与超滤净化单元2的出水口相连，将第三过滤水净化为第四过滤水，并将第四过滤水输送至第二蓄水池内31；滤渣处理单元4的进渣口与4一级过滤结构11的排渣口、平膜微滤结构12的排渣口及超滤净化单元2的排渣口相连，用于收集第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣，并对第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行脱水处理。两级过滤单元1由一级过滤结构11及平膜微滤结构12两级过滤单元组成，在本实施例中，两级过滤单元1采用平膜微滤一体机，包括前端的一级过滤结构11和后端平膜微滤结构12，一级过滤机构11采用粗滤网过滤0.3毫米以上的煤泥煤粉颗粒物，得到第一过滤水及第一滤渣，第一滤渣被隔离在过滤网表面由排渣口排走，过滤后的第一过滤水进入平膜微滤结构12中，平膜微滤结构12包括过滤平膜及水箱，过滤平膜设于水箱上端，在本实施例中，过滤平膜采用不锈钢平膜，平膜微滤结构12采用不锈钢平膜将第一过滤水中的尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，第二滤渣截留在不锈钢平膜表面，第二过滤水在重力作用下流入不锈钢平膜下方的水箱中排走，在本实施例中，在一级过滤结构11与平膜微滤结构12之间设有缓冲水箱，一级过滤结构11的出水口与缓冲水箱的进水口相连，缓冲水箱的出水口与过滤平膜的进水端相连，缓冲水箱用于盛放所述第一过滤水，过滤平膜上端设有自动清洗器，自动清洗器在过滤平膜上端往复运动，用于清理第二滤渣。一级过滤结构11及平膜微滤结构12均采用强制过滤方式进行过滤，免加絮凝剂，整机设备完全自动化运行。优选地，矿井水逐级过滤系统还包括除氟装置5，除氟装置置于两级过滤单元1及超滤净化单元2之间，除氟装置5的进水口与水箱的出水口相连，除氟装置5的出水口与超滤净化单元2的进水口相连，在除氟装置5中加入除氟剂，对第二过滤水进行除氟处理。超滤净化单元2的进水口与水箱的出水口相连，在本实施例中，超滤净化单元2采用ptfe杂化超滤膜装置，其装置内部安装有ptfe杂化超滤膜，用于拦截第二过滤水中的尺寸0.03微米以上的颗粒物及油脂物，净化第二过滤水得到第三过滤水及第三滤渣，进一步降低了第二过滤水中的cod、bod、氨氮、色度、浊度、总磷等指标，通过超滤处理后得到的第三过滤水没有絮凝、出水清澈、没有沉淀及油脂类，达到了电厂回用和井下用水水质指标，一部分第三过滤水输送至第一蓄水池21，用于煤矿矿井下生产用水及电厂用水，剩余部分第三过滤水输送至反渗透单元3。反渗透单元3的进水口与超滤净化单元2的出水口相连，反渗透单元3采用反渗透系统，反渗透系统包括保安过滤器、高压泵、反渗透膜组、清洗系统及控制仪表，其中的反渗透膜组将第三过滤水净化为第四过滤水，并将第四过滤水输送至第二蓄水池内31；反渗透处理能达到0.0001微米过滤精度，可脱除第三过滤水中的可溶性盐分、胶体、有机物及微生物，反渗透处理后得到的第四过滤水能达到饮用水标准，第四过滤水水主要输送至煤矿厂的职工宿舍供职工生活用水、输送至附近的居民楼供居民生活用水及用于煤矿矿井下的精密设备用水。滤渣处理单元4，包括集渣池41和板框压滤机42，集渣池41的进渣口与一级过滤结构11的排渣口、平膜微滤结构12的排渣口及超滤净化单元2的排渣口相连，用于收集第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣，集渣池41的排渣口与板框压滤机42的进渣口相连，用于对第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行脱水，板框压滤机42最后将脱水处理后的煤泥渣输送到煤泥棚内进行储存。本发明提供的一种矿井水逐级过滤系统，包括依次用输水管道连接的两级过滤单元1、超滤净化单元2、第一蓄水池21、反渗透单元3、第二蓄水池31以及滤渣处理单元4，两级过滤单元1包括一级过滤结构11及平膜微滤结构12，一级过滤结构11将矿井水中尺寸0.3毫米以上的颗粒物进行过滤，得到第一过滤水及第一滤渣，平膜微滤结构12将第一过滤水中尺寸为0.1～0.3毫米的颗粒物进行过滤，得到第二过滤水及第二滤渣，一级过滤结构11及平膜微滤结构12均采用强制过滤方式进行过滤，免加絮凝剂；超滤净化单元2净化第二过滤水得到第三过滤水及第三滤渣，经超滤处理后的第三过滤水达到发电厂回用和井下用水水质指标；反渗透单元3将第三过滤水净化为第四过滤水，经反渗透处理后的第四过滤水达到饮用水水质指标；滤渣处理单元4将第一滤渣、第二滤渣及第三滤渣进行收集，并进行脱水处理，整个处理过程完全设备化，为自动连续处理过程，不需要建沉淀池，基建投资小。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。当前第1页12